胶原蛋白行业分析：护肤成分新宠剑指千亿市场规模

胶原蛋白行业分析：护肤成分新宠，剑指千亿市场规模1胶原蛋白是什么？胶原蛋白是广泛存在于生物体中的一种生物高分子，是动物结缔组织中的主要成分，也是哺乳动物体内含量最多、分布最广的功能性蛋白，占蛋白质总量的25-30%。胶原蛋白因具有良好的生物相容性、可生物降解性以及生物活性，在食品、皮肤护理、医疗器械、组织工程等领域有广泛应用。人体中共发现有28种不同类型的胶原蛋白，各司其职，其中有几类胶原蛋白含量较高、分布较为广泛：1）I型胶原蛋白，含量最高，占成人体内胶原蛋白总量的80-90%，分布于真皮、骨骼、牙齿、肌腱等部位；2）II型胶原蛋白，主要分布于软骨以及眼睛的玻璃体、角膜、神经视网膜等部位，维护器官和组织正常功能；3）III型胶原蛋白，主要分布在皮肤真皮、心血管、胃肠道等部位，主要功能是维持组织弹性和基本结构，婴儿阶段含量能达到80%，随着年龄增长会大幅流失，是抗衰抗老主力军；4）IV型胶原蛋白，分布于基底膜等部位，常见于皮肤和肾脏基底膜；5）V、VI、VII型胶原蛋白，主要分布于羊膜、胚胎等组织，随着分娩后逐步减少。独特的三螺旋结构。一般的蛋白质是双螺旋结构，而作为细胞外基质的一种结构蛋白，胶原蛋白由三条多肽链构成三螺旋结构，即3条多肽链的每条都左旋形成左手螺旋结构，再以氢键相互咬合形成牢固的右手超螺旋结构。正是因为三螺旋结构的稳定性，胶原蛋白能够起到结构支撑和保持皮肤弹性的作用，但同样的导致存在食物中的天然胶原蛋白很难被消化吸收，需要经过消化系统分解为二肽、三肽，再通过小肠上皮细胞的囊泡进入血液系统，进而被人体利用，所以通过猪蹄汤、鱼皮、鸡爪等食补方式效果微乎其微。2胶原蛋白发展史胶原蛋白的发展史几经波折：从最初的动物源提取，并最早被应用于皮肤注射和填充；到致敏风险以及疯牛病的兴起，行业受到重创进入低迷期；再到最近基因工程技术的发展让胶原蛋白定制化成为现实，重组胶原蛋白重新回到人们的视野。胶原蛋白这一具备优良性能与多重功效的理想生物活性成分在科学技术的进步下揭开了新的篇章。2.1动物源性胶原蛋白胶原（collagen）一词源于古希腊，最早出现于1865年前后。1976年美国将胶原制品列入医疗器械进行管理，随后1981年医诺美的牛胶原蛋白植入物ZydermI获FDA批准，这是全球第一款被FDA批准上市的胶原蛋白植入剂，比第一款玻尿酸产品获批早了20年。之后胶原蛋白产品经历了一段快速发展时期，最多时占据软组织填充市场约90%份额。作为较早应用在皮肤填充的生物成分，胶原蛋白的发展历程却一波三折。最初的胶原蛋白主要来自动物提取，市场上以牛胶原为主流，该类胶原蛋白被称为动物源性胶原蛋白。动物源性胶原蛋白存在几个较为严重的缺陷：1）提取来源受限，很难实现量产，导致终端产品价格高昂；2）动物提取存在自带致病病毒风险，比如口蹄疫、禽流感等；3）非人体成分注射后有免疫排斥和过敏风险，即使皮肤测试也无法保证完全不会产生副作用；4）动物提取难以保证批次质量统一，容易发生不同批次产品质量和功效差异较大的情况。加之20世纪90年代欧洲疯牛病爆发，牛胶原产品遭到重创，市场严重萎缩，随后2003年第一款玻尿酸产品问世，具有更高安全性和价格优势的玻尿酸很快成为市场主流，胶原蛋白陷入了长时间的沉寂。为了避开疯牛病风险，胶原蛋白厂商开始寻求新的技术突破和提取来源。中国台湾的双美公司通过将Zyderm牛胶原技术应用到猪身上，有效解决了牛胶原的致敏性，因为猪组织学结构与人皮肤胶原蛋白的组织学结构DNA相似度高达93%，过敏率为0.58%（牛胶原为3-5%）；同时公司还研发了ZDT酵素处理技术，能有效去除可能致敏的端肽，降低免疫原性风险。2009年强生公司出品的Evolence胶原蛋白填充剂获批上市，该产品核心成分为猪胶原，且FDA批准该产品无需过敏性测试，但在2009年强生将该产品从市场上撤回。2.2重组胶原蛋白科研界对于胶原蛋白的探索从未停滞，1980年，美国科学家成功在人体皮肤细胞体外培育出了I型和III型前胶原，但始终处于实验室阶段，无法完成量产。之后随着合成生物和基因工程技术的日渐成熟，2000年中国科学家范代娣博士成功突破技术桎梏，通过PCR（聚合酶链式反应）扩增，通过高密度发酵培养生产出了重组人源化胶原蛋白，同时成立了巨子生物，将重组胶原蛋白研究成果进行产业转化，开启了重组胶原蛋白的新纪元。重组胶原蛋白即通过DNA重组技术制备出的胶原蛋白，其氨基酸序列可以根据需求进行设计和改造，甚至实现与人体氨基酸序列100%一致，有效规避了动物源性胶原蛋白具有的免疫原性、自带病毒、质量差异等潜在风险，性能优异，具有广阔的应用前景。根据重组胶原蛋白氨基酸序列与人体一致性的高低，目前主要分为以下3类：1）重组人胶原蛋白；2）重组类人胶原蛋白；3）重组类胶原蛋白。重组胶原蛋白的合成过程主要包括表达体系的构建、发酵及纯化三个过程，目前用于大规模制备和生产的系统主要是微生物（酵母、大肠杆菌等）和植物表达系统，其中微生物发酵体系具有成本低、周期短、培养成功率高等优势，更容易实现商业化生产，因此市场上大多厂商都将研发聚焦于微生物表达体系。重组胶原蛋白最大的难点在于三螺旋结构的搭建。胶原蛋白独特的三螺旋结构是起到支撑皮肤和刺激细胞再生作用的关键原因，不仅能支撑皮肤硬度、使皮肤坚固，还对皮肤的弹性、疤痕愈合有重要作用，更能延缓皮肤衰老。而胶原蛋白独特的三螺旋结构中每条原胶原链大约含有1000个氨基酸单体，因此重组技术较难完整的表达出全部的氨基酸序列，并构建出稳定的三螺旋结构。目前市场上布局重组胶原蛋白的公司都在积极研发，往更稳定的三螺旋结构、更完整的基因序列表达、更接近人体同源胶原蛋白的方向不断突破。监管政策明确行业标准，进入有序发展。2023年1月，国家药监局发布了《重组人源化胶原蛋白》医疗器械行业标准，将于今年7月20日正式实施。该标准规定了不含非人胶原蛋白氨基酸序列的A型重组人源化胶原蛋白的质量控制、技术要求、试验方法、稳定性、生物学评价以及包装、运输和贮存等，为行业有序发展提供了遵循原则，标志着重组胶原蛋白将进入高速且有序发展阶段。2.3动物源vs.重组动物源性胶原蛋白和重组胶原蛋白最根本的区别即提取和制备方式的差异。动物源性胶原蛋白主要分为酸法、碱法、盐法等方法，从鱼鳞、鱼皮、牛蹄等动物组织中析出胶原蛋白成分，最后经过纯化得到较为纯净的胶原蛋白；重组胶原蛋白技术分为表达体系的构建、发酵和纯化，主要通过微生物进行发酵，能够得到高度甚至完全同人源的胶原蛋白。在生物特性和应用场景方面，两者也有较大差距。动物源性胶原蛋白由动物组织提取而得，因此具有潜在自带病毒风险，另外因为动物与人体基因序列相差较大，注射进人体后有概率产生免疫排斥反应，这也是胶原蛋白发展长期受限的根本原因。而重组胶原蛋白利用基因工程进行DNA片段的复制和编辑，能够做到与人体组织基因序列高度甚至完全一致，从根源上消除掉过敏风险，保留了胶原蛋白的生物特性，具备多元应用场景。3胶原蛋白的应用胶原蛋白的应用主要包括皮肤护理、注射填充、医用材料和食品饮料几大方向。因为具备结构支撑和屏障修复的特性，胶原蛋白首先在医美和护肤领域开始应用，并随着重组技术的成熟渗透率逐渐提高，已成为占比最大的终端应用方向；另外因为胶原蛋白能够刺激细胞再生，在医学领域也有治疗骨质疏松、修复软骨组织等作用；最后因为抗衰抗老等特性，在食品领域的应用也正逐渐兴起。3.1功效性护肤品：抗衰功效契合护肤需求进阶专业皮肤护理产品增速高于基础护肤品。护肤品按功效划分为专业皮肤护理和基础护肤品，其中专业皮肤护理产品添加了更多核心成分，具备多重功效和更多应用场景，目前处于高速发展时期，而基础护肤品功效单一、研发成本更低。据弗若斯特沙利文统计，我国专业皮肤护理市场较小，但增速较快，2016-2020年复合增速超过30%，未来五年仍将保持24%左右的增速，预计2025年市场规模达到767亿元；基础护肤未来五年增速仅为12%左右，专业皮肤护理产品将是未来护肤品行业发展重心。抗衰已成为护肤品消费第二大功效诉求。护肤品消费需求与成分迭代随着研发技术的成熟逐步进阶，从最开始简单的补水保湿，到后来在补水的基础上需要增加淡斑美白、抗炎修护、收缩毛孔、抗老抗衰等进阶功效；护肤品成分也从最开始简单的动植物油脂、植物活性成分，到后来玻尿酸、角鲨烷、VC/VA、胶原蛋白等。据艾媒数据统计，目前护肤品功效需求除保湿补水之外，抗衰已成为第二大诉求，超过55%的消费者寻求抗老产品。胶原蛋白具备优良的护肤功效，尤其是I型和III型胶原蛋白，I型胶原粗大坚实，用于支撑皮肤硬度、使皮肤坚固；III型胶原细小且具有良好的弹性，对皮肤的弹性、疤痕愈合有重要作用，其减少会导致皮肤衰老。I型和III型胶原蛋白也是皮肤中含量最高的两种胶原，成人皮肤胶原组成为I型80%、III型20%，III型胶原在出生后即呈下降趋势，随着年龄增长不断减少。胶原蛋白护肤应用市场空间广阔，重组胶原增速快。目前功效性护肤品核心成分主要是玻尿酸和植物提取物，基于胶原蛋白的护肤品市场规模均低于前两者。但随着重组技术的突破和逐渐成熟，胶原蛋白的抗衰功效被更多地挖掘，基于胶原蛋白的护肤品市场规模预计将快速增长，据弗若斯特沙利文统计，2022-2027年重组胶原蛋白护肤品复合增速将达到55%，超过玻尿酸（41.3%）和植物提取物（30.4%），渗透率达到30.5%，胶原蛋白也将成为应用空间最大的护肤品核心成分。产品数量较少，仍处市场教育导入期。目前市场上添加胶原蛋白的护肤产品数量较少，产品矩阵有待完善，多集中在眼霜、精华、面霜类产品，且多为添加单一胶原蛋白成分，未来有望朝复合成分、多元功效发展。3.2医用敷料：监管驱动市场集中度提升政策亮红灯，“医美面膜”销声匿迹。2020年之前，“医美面膜”掀起了一阵风潮，市面上出现了一大批冠以“医美面膜”名号的产品，该类产品实质上是医用皮肤修复敷料，需要取得医疗器械注册证才能上市销售，因此大部分产品都只注册了I类医疗器械。2020年国家药监局出台政策，明确不存在“医美面膜”概念；次年，I类医疗器械目录中删除了“冷敷贴”、“冷敷凝胶”等品类，类似产品必须重新注册为门槛更高的II类或III类医疗器械。自此，医用敷料行业由野蛮生长过渡到有序发展阶段，市场集中度进一步提高。胶原蛋白敷料爆发式增长，重组胶原蛋白渗透率逐渐提升。目前医用敷料仍以玻尿酸为主导，接近半数的辅料产品都是以玻尿酸为核心成分。但随着重组胶原蛋白技术的突破，以胶原蛋白为主要原料的医用敷料市场规模正高速增长，尤其是重组胶原蛋白敷料，据弗若斯特沙利文统计，2017-2021年，重组胶原蛋白敷料市场规模复合增速达92.2%，远高于医用敷料整体市场增速（40%）；2022-2027年重组胶原蛋白敷料增速预计为28.8%，渗透率达到26.1%。市场集中度高，产品数量较少。目前市场上以胶原蛋白为核心原料的医用敷料产品数量较少，市场份额主要集中于可复美、创福康、伯纳赫、绽妍等品牌，且多为II类医疗器械，仅创尔生物旗下的创福康拥有III类证。胶原蛋白敷料功效多为医美或皮肤屏障受损后的修复及维稳，减少痘印、暗沉等情况发生，为皮肤创面提供良好的愈合环境。3.3注射填充：技术突破有望带动大量产品上市提取及制备技术限制导致胶原蛋白注射产品获批数量稀少。胶原蛋白作为最早被应用于注射填充类产品的生物成分，由于动物提取技术限制带来的自身缺陷和风险，导致经过数十年发展仍然处于较为低迷状态。目前国内市场仅有5款胶原蛋白填充剂获得上市销售许可，其中4款为动物源性，1款为重组胶原蛋白。胶原蛋白具备多重优良性能，随着技术更新医美应用有望快速放量。基因重组技术实现阶段性突破之后，重组胶原蛋白进入大众视野，2021年第一款重组胶原蛋白产品“薇旖美”上线，标志着胶原蛋白在医美领域的应用将进入快速发展时期。胶原蛋白具有良好的生物相容性和生物可降解性，降解后产物为氨基酸，对人体皮肤有改善效果；更重要的是胶